超大型钢筋混凝土冷却塔模型地震模拟振动台试验研究

研究原型结构为即将要在抗震设防烈度8度区建设的高度为220 m的1 000 MW级热力发电厂超大型间接空气冷却塔,设计并实现了缩尺比为1∶30模型的地震模拟振动台试验.试验工况涵盖I～IV类场地条件下,冷却塔模型分别在7度、8度设防多遇地震、偶遇地震和罕遇地震对应的72组三向地震动激励,观察检验模型结构在不同场地条件不同地震动激励水平下的反应性态.同时,在每个级别的地震模拟试验工况前后,进行模型振动模态特性试验,实时监控模型结构在经历每个阶段地震动工况后的振动特性变化情况.试验结果表明,该冷却塔结构基本能够满足7度、8度设防条件下的抗震要求,但冷却塔下部的X型支腿两端与其喉部以上的壳体属于抗震薄弱部位,受较为密集的多个相邻高阶振型耦合振动影响,上部壳体厚度最薄处出现较为严重的环向破坏.     

独塔斜拉桥模型地震模拟振动台台阵试验

为了研究独塔斜拉桥在强震作用下的地震响应特性,设计制作缩尺比例为1∶30的半漂浮体系独塔斜拉桥结构模型,进行不同地震动作用下多点激励的地震模拟振动台试验.研究结果表明:支座破坏是半漂浮体系独塔斜拉桥缩尺模型在强震作用下的一种主要破坏模式;与只考虑单向水平地震波的情况相比,考虑双向水平地震波同时作用对半漂浮体系独塔斜拉桥的加速度响应影响显著,而对动位移响应的影响较小;在双向水平地震波作用下,主梁跨中会发生不可忽略的竖向加速度响应,卓越周期较长的地震波对半漂浮体系独塔结合梁斜拉桥缩尺模型更具破坏性,强震下斜拉索要承受远大于初始索力的瞬时索力.     

110 kV电容器组地震模拟振动台试验

本项研究在模拟地震振动试验台上对一台特高压变电站内的实际110 kV电容器组设备进行测试.通过白噪声激励,明确该实际设备的动力特性;通过标准时程波激励,测定地震作用下该设备关键部位的加速度、应变、位移等参数,测定电容器组设备的地震响应规律.测试结果显示,电容器组设备2个水平方向的1阶频率分别为2.27 Hz和2.31 Hz,因此具有较高的地震易损性;在输入峰值加速度为0.4g的标准时程波时,电容器组根部绝缘子的最大应力为40.80 MPa,小于材料破坏应力.试验表明,电容器组各层结构均存在地震加速度放大效应;在地震作用下,设备的支柱绝缘子为地震中的易损部位,对此可通过提高瓷强度和连接刚度等方式提高绝缘子的抗震能力.     

地震模拟振动台台阵性能评估与测试注记

 考虑到近几年强震频发的风险,以及地震模拟振动台设备和技术的快速发展,首先介绍了近几年来我国振动台设备的发展现状和趋势,结合中南大学近期已经完成验收的振动台台阵系统,阐述振动台及台阵系统的主要性能指标、设计意图和评估方法,指出振动台性能的重要测试内容,并给出振动台系统的性能验收和使用要点。     

单向地震模拟振动台的设计

为了深入了解自行组装模式下地震模拟振动台的性能,基于地震模拟振动台的组成及工作原理,提出了振动方向、驱动方式、台面尺寸及控制模式等方面振动台参数的设计与分析方法,阐述了系统的动态性能分析以及组成部件参数的优化过程.东南大学自行组装的振动台系统参数设定为单水平向,电液伺服驱动,钢焊结构台面,台面尺寸6m×4m,最大承载模型重30t,最大加速度1.5g,最大速度600cm/s,最大行程±250mm,最大激振力±1 000kN,频率范围0.1~50Hz。在空荷载和钢架模型荷载情况下,利用EL-Centro地震波、Taft地震和Kobe地震波在压缩比为1∶1,1∶2,1∶3,1∶4的情况下进行地震模拟试验,波形相干系数均大于0.75.试验结果表明,这种组装振动台的波形失真小,动态性能稳定,可以满足大部分抗震试验的需要.     

两向三自由度弹簧式地震模拟振动台试验技术及常见问题解决

详细介绍了成都理工大学自行研制的两向三自由度弹簧式地震模拟振动台的机械、液压、电气系统的构成、工作原理、技术指标、使用说明,以及使用过程中常见故障和问题的排除操作程序,研究结果为该系统的正常工作和试验的顺利进行提供了技术保障。研究结果表明该振动台以结构简单、容易操作、造价较低、维修简单、同一模型可进行多次振动试验,尤其对于地质体或结构破坏启动机制的模拟,波形仿真度高等特点,成为地质体或结构在地震荷载作用下破坏研究的重要试验平台。     

基于MATLAB的地震模拟振动台试验的数据处理

针对地震模拟振动台试验中数据处理量大、繁琐的现状,提出采用MATLAB编程的方法处理。通过对数据进行峰值调整、趋势项消除、滤波等预处理,采用频域微积分的方法进行加速度、速度和位移的转换,并通过编程实现结构动力特性的提取。经实际使用,上述方法高效、简便,数据处理精度高,可供振动台试验时使用。     

地震模拟振动台三台阵反力基础动力特性试验

简要概括地震模拟振动台反力基础的研究现状,通过输入扫频波和间断正弦波对福州大学地震模拟振动台三台阵系统反力基础进行动力特性试验研究,分析该台阵反力基础的振动反应及其对试验大厅和周围环境的影响.试验结果表明,反力基础的振动反应具有多峰值现象,该台阵系统引起的基础振动反应幅值较小,同时,具有隔振沟的群桩基础振动台可以有效减小振动对周围建筑的影响.该台阵基础可为地震模拟振动台阵反力基础的设计施工提供参考与借鉴.     

高墩振动台试验研究

设计了一个高墩模型，采用桥址人工波和Ｅｌ－Ｃｅｎｔｒｏ波进行了模拟地震振动台试验，研究了高墩的抗震性能和抗震能力。分析了高墩的墩位移反应，并与理论分析结果进行了比较，结果表明两者吻合得较好。     

可液化土-高层结构地震相互作用振动台试验

进行了可液化土-高层结构地震相互作用的振动台试验,试验采用柔性容器以减小边界影响,采用饱和砂土作为模型土.试验中再现了液化场地土中高层结构的震害现象.得出的主要规律有:相互作用体系的振型曲线与刚性地基上结构的振型曲线明显不同;随着振动次数的增加,体系的频率降低,阻尼比增大;砂土对地震动可起滤波和隔震作用;当最初加速度峰值到达前,砂土层中的孔压比存在负值;震后土中孔隙水压力不一定随振动的停止而立即开始消散,在短期内可能继续增长;桩身应变幅值呈桩顶大、桩尖小的分布;桩土接触压力幅值分布规律与输入激励地震大小有关.     

新疆木构架土坯墙结构房屋的模型抗震试验

对新疆抗震安居工程中推荐使用的木构架土坯墙结构房屋进行了1/4比例模型的地震反应试验的设计。概述了模型振动台试验方法,了解了此类结构的破坏形态,并对试验结果进行了初步分析,同时对结构进行了初步抗震性能评价。结果表明结构能够满足小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求。     

大比例缩尺模型振动台试验及有限元分析

为研究复杂结构的抗震性能,进行了一幢钢框架-支撑结构体系1/20缩尺模型的地震振动台试验,试验测试了模型结构的动力性能和结构地震反应.同时,利用ANSYS软件建立了有限元分析模型,并对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,就模型的频率、位移反应和应变反应进行了对比,计算结果和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的可靠性.     

桩基础上结构TMD控制的振动台模型试验研究

完成了土－桩－结构－TMD相互作用体系的振台模型试验,首次通过振动台模型试验研究了土－桩－结构相互作用对TMD振动控制的影响,试验结果表明：当TMD装置的自振频率和相互作用体系频率一致时,TMD控制效率最佳,但此时其控制效率仍远不及风性基础上,TMD控制效率高,表明土－结构相互作用效应使TMD装置的减振效率大大降低,在一些情况下TMD装置甚至对结构起到负面作用。     

单舱地下综合管廊地震动力响应振动台模型试验研究

采用振动台模型试验方法,对EL-Centro地震波作用下单舱地下综合管廊结构动力响应、土体动力响应以及土-结构相互作用机理开展研究。模型试验依托某实际工程为原型,按照1:15的比例尺缩,设计振动台模型试验,输入不同峰值加速度地震波,以此获得管廊结构以及周边土体的动力响应规律。试验结果表明:土体与管廊结构在振动过程中相互制约,存在明显的土-结构相互作用,在强震作用下管廊侧壁和土体出现脱离的情况,单舱管廊结构的运动始终保持了较好的整体性;管廊周边土体由于受到管廊侧壁的约束作用,土体发生不均匀位移或相对位移,动土压力分布形式错综复杂,土拱效应明显;在横向一致地震作用下,管廊结构横向应变随着地震波输入峰值加速度的增强而增大,其中管廊结构中部截面变形最为明显,各截面角点处的变形位移最大,是管廊抗震设计中需要重视的关键部位。     

深圳罗湖商务大厦模型振动台对比试验

深圳罗湖商务大厦结构由密柱框架-筒体结构体系改为稀柱框架-筒体结构体系.为比较结构的抗震性能,对设计修改前后的结构进行了整体模型模拟地震振动台试验.首先介绍了振动台试验的过程及现象并分析了结构的破坏模式,然后对比分析了结构的动力特性和加速度及位移反应.研究表明在7度罕遇烈度地震动作用下,在等效刚度下降幅度、结构主体部分(钢筋混凝土部分)最大加速度反应、结构顶点位移反应等方面,设计修改后的结构均小于设计修改前的结构.     

土—桩—结构相互作用体系的振动台模型试验

通过土－桩－结构体系的振动台模型试验,探讨了土－结构相互作用对结构动力特性和结构地震反应的影响,试验结果表明,土－结构相互作用使结构体系的自振频率降低,使体系的阻尼大大增加,土－结构相互作用还使结构顶部的加速度反应和结构底部的应变反应减小。     

钢管混凝土框架结构模型抗震试验研究

对一圆钢管混凝土框架结构模型进行模拟地震振动台试验研究.试验时输入El-Centro（N-S）波、武汉人工波及天津波3种地震波,分为6度、7度区基本烈度地震的两阶段试验,考察了模型在各阶段试验的不同地震波作用下的地震响应,并分析得到了结构的层间滞回曲线.试验结果表明：3种不同频谱特性的地震波对模型结构加速度和位移反应分布曲线形状的影响很小;且通过加速度功率谱分析得到,框架各层绝对加速度反应主要取决于前两阶振型,三阶以上的高阶振型的影响很小;整个试验过程中,模型结构始终处于弹性范围内,此类结构延性好,具有较好的抗震性能.     

预制再生混凝土框架模型模拟地震振动台试验

选用不同地震波,通过模拟地震振动台对首例1/4缩尺再生粗骨料取代率为100%的预制再生混凝土框架模型进行了3种地震波输入试验.通过白噪声扫描得到了该模型结构的自振频率、结构振型、阻尼比等动力特性,研究了加速度、楼层剪力、位移动力反应,记录了结构在试验中的开裂等现象.试验分析表明,随着地震动峰值强度的增加,模型呈现自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数逐渐降低、楼层剪力逐渐增大的趋势;在弹塑性阶段后期,后浇节点刚度退化迅速,层间位移明显增大.采用层间位移作为评估标准,对预制再生混凝土框架的抗震能力进行了评价,表明预制再生混凝土框架抗震性能良好,但应采取必要措施加强梁柱节点的耗能能力.     

地铁车站的振动台试验与地震响应的计算方法

介绍了对上海市区的典型软土地铁车站结构进行的振动台模型试验 ,及根据试验数据建立的地铁车站地震响应的分析理论和计算方法进行的研究及其取得的成果 .内容包括模型试验的种类及其目的、模型土动力特性的确定及其模拟方法、模型箱构造的特点及其模拟技术、动力分析的计算原理与方法 ,以及对试验数据进行的拟合分析及其结果 .采用拉格朗日差分法对振动台模型试验进行了数值拟合分析 ,计算结果表明土体和结构模型的加速度响应 .结构模型表面的动土压力以及结构构件的应变规律的计算结果与试验结果基本吻合